Strukturell analys av mänsklig vävnad

Bakgrund Huden är ett stort organ som deltar i många skyddande och homeostatiska processer. Hudens funktioner kan grovt delas in i systemiska och lokala; båda är inbördes relaterade men relationer är dåligt förstådda och att studera dem kräver en mångskalestrategi. Speciellt för de lokala svaren som förmedlas av aktivering av proteolytiska och signalvägar såsom koagulation och inflammation, motsvarar den relevanta skalan mikrometer- och nanometerdimensionerna för celler respektive makromolekyler. Det finns mycket lite information om hudens fysikalisk-kemiska egenskaper på dessa skalor.

Mål Utredarna föreslår att analysera färska humana hudprover med hjälp av flera uppdaterade teknologier för att erhålla parametrar på den mekaniska, biokemiska och strukturella fördelningen av huvudkomponenterna i kapillär-vävnadsenheten.

Hypotes/motiv Vår arbetshypotes är att både strukturella komponenter i dermis, såsom glykosaminoglykaner, och nyckelmediatorer för homeostatiska vägar, såsom prokoagulerande vävnadsfaktor, inte är jämnt fördelade längs parallella plan. Utredarna antar vidare att distributionsmönstren bestämmer funktionella och mekaniska skillnader längs dermala lager.

Metoder Med hjälp av ett dermatom kommer mänsklig hud att dissekeras längs plan parallella med epidermis i flera lager vardera cirka 0,0012 mm tjock. Skikten kommer att analyseras med avseende på sammansättningen av diffunderbara proteiner och glykosaminoglykaner; utsätts för högupplöst MRI och AFM-skanning; och utvärderas för svällningshastighet och jämviktssvällningstryck.

Betydelse Denna studie kommer att ge ny information om materialegenskaper och funktionell struktur hos den mänskliga huden vid upplösningar som är relevanta för de makromolekylära och cellulära processerna som förmedlar lokala svar på skada och upprätthåller lokala homeostatiska mekanismer. Data kommer att bearbetas ytterligare för att erhålla realistiska parametrar som behövs för att utveckla prediktiva modeller av hudkapillärvävnadsenheten. Dessa modeller kommer att ge ny och djupare förståelse för hudfysiologi och patologi och kommer att hjälpa till att upptäcka och testa nya förebyggande och terapeutiska tillvägagångssätt riktade mot dysfunktioner i den lokala homeostatiska balansen i huden. Potentiellt, genom att utnyttja mångsidigheten hos matematiska simuleringar i hudmodellen, kommer resultaten även att kunna tillämpas på andra vävnadsorgan.